Ullmann反应

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介绍

Ullmann反应是芳基卤化物分子间的偶联反应。Fritz Ullmann是一位德国化学家，他首先发现了这种类型的反应，这种反应以他的名字命名为Ullmann反应。铜在整个偶联机理中起着重要的作用。

Ullmann反应的意义

Ullmann偶联或Ullmann反应是指在一定的热条件和铜催化剂的作用下，偶联两个芳基卤化物分子形成联芳基化合物的反应。Ullmann反应有不同的反应机理，其中两种非常流行。在自由基机理过程中，通过从金属铜向芳基卤化物转移一个电子来形成芳基自由基。然后，最终通过两个芳基自由基的反应形成联芳基产物。

在第二个偶联机理中，通过单电子的交换和通过用芳基卤化物氧化而添加铜金属来形成有机铜试剂。对第二个芳基卤化物再次进行氧化加成。这导致还原消除，最终形成联芳基产物。

Ullmann反应机理

根据其反应性质，Ullmann偶联机理分为两种：

自由基机理和芳基铜中间体机理。

图1：离子液体中的Ullmann反应

步骤1

Ullmann偶联的机理如下所述。芳基卤化物在高于200°C的高相对温度下过度暴露或金属铜变得丰富，从而产生活性铜物种（I）。铜物种是Ullmann反应的基础部分。在第一步中，芳基卤化物反应形成活性铜。

步骤2

活性铜物种的氧化加成将双分子连接到另一个卤代芳烃分子上。在初始过程中形成的铜，继续进行氧化加成并形成分子键，同时连接另一个卤代芳烃分子。

步骤3

前几步中产生的两个芳基卤化物分子以降低的速率发生消除，这导致两个芳基化合物之间形成碳-碳键。最后一步中，两个单独的铜化合物相互反应形成碳-碳键。

铜在Ullmann反应中的作用

铜作为反应的主要元素。它形成几个其他分子。一个氢原子从芳香族化合物中被驱除并产生芳基。芳基由芳香族化合物的苯基组成。金属催化的偶联代表苯-卤素衍生物。

碳基框架导致更大的数量，并且联芳基是由这些衍生物产生的。一些因素对于有机基晶体管的开发至关重要，这增强了电子传导和机械稳定性。该反应具有实现分子能力的巨大潜力。铜在Ullmann反应中也以其他方式使用。

图2：Ullmann反应

• 铜金属启动一条途径来推进Ullmann反应。

• 该金属负责创建几个新分子。这成为经典形式的Ullmann反应的一部分的交叉偶联反应。

• 铜通过参与化学反应而不改变其形式但发生一些物理变化来发挥其催化作用。

• 在传统的Ullmann机理中，交叉偶联首先发生。之后是铜的氧化。铜中间体分子被生成。卤化铜作为替代副产物形成。

• 铜在其整个反应过程中起主导作用。它对于氧化和最终产生两个芳基卤化物分子至关重要。

Ullmann反应——应用

Ullmann偶联反应用于创造不同的产品，特别是副产品。Ullmann反应在各个领域都有应用。这些列在下面。

• 2,2-二碘联苯用于使用Ullmann反应机理生产联苯。

• 如果一种反应物作为过量存在，则反应可以以非对称模式发生。

• 通过Ullmann偶联反应偶联手性物质呈现出手性结果。

• 可以使用Ullmann反应程序完成五元环。

Ullmann反应的重要性

Ullmann反应在有机化学中很重要。Ullmann偶联机理具有很大的潜力，在合成有机化合物中起着重要作用。该反应用于开发药物。使用铜作为催化剂的Ullmann工艺在合成工具的支持下以及利用新型配体的帮助下得到了显著发展。

包括配体、金属、可再生非均相催化剂、混合条件和微波辅助合成在内的绿色合成方法有望对该领域产生直接影响。这些是一些快速而引人入胜的Ullmann反应发展。

结论

Ullmann偶联或Ullmann反应是一种有机命名反应。它是两个芳基卤化物的偶联反应。Ullmann偶联在铜的存在下发生。联芳基作为该过程的最终产物产生。

Fritz Ullmann是主要促成该反应发现的化学家，该反应以他的名字命名为Ullmann反应。反应机理通过三个步骤完成。碳-碳键作为该反应的结果产生。

常见问题

Q1. Ullmann反应中需要铜的原因是什么？

A1. 铜在Ullmann反应中起催化作用。它为反应提供了一种替代途径。在铜的存在下，反应的活化能降低。由于反应速率增加，很容易达到平衡点。

Q2. Ullmann反应的试剂有哪些？

A2. Ullmann联芳基合成或Ullmann反应提供一种有机类型的反应。它使两个芳基卤化物分子的一部分在热条件下借助铜来产生联芳基。

Q3. 什么是二甲基甲酰胺？

A3. 二甲基甲酰胺或DMF是一种非水且极性很高的溶剂。它用于Ullmann工艺。